Phần mềm Plaxis doc

Tuy chọn này có thể chỉ sử dụng để đọc dữ liệu hình học; dữ liệu đất không được nhập vào.. Sự chọn lựa của biến dạng phẳng hoặc đối xứng trục dẫn đến một mô hình phần tử hữu hạn hai kíc

GIỚI THIỆU VỀ BỘ PHẦN MỀM PLAXIS

Su phat trién phan mềm (PM) Plaxis duoc bat đầu từ 1987 tại ĐH công nghệ Delff - Hà Lan Phiên bản Plaxis V.1 ban đầu được lập nhằm mục đích phân tích các bài toán ổn định đê biển và đê sông tại các vùng bờ biển thấp tại Hà Lan, làm cầu nối giữa các kỹ su Dia kỹ thuật và các chuyên gia lý thuyết, do GS R.B.J Brinkgreve và P.A Vermeer khởi xướng

Đến năm 1993 Công ty PLAXIS BV được thành lập và từ năm 1998, các phần

mềm PLAXIS đều được xây dựng theo phần tử hữu hạn

Nếu so sánh với bo phan mém GeoStudio 2004 cua GeoSlope International, bo

PM Plaxis được phát triển theo yêu cầu trực tiếp của sản xuất và tính phức tạp tăng dần của bài toán mà không theo chủ đề ngay từ đầu như PM thương mại GeoStudio

2004 Mãi về sau, từ năm 1998 - 2000 trở đi, PM Plaxis đã được phân ra theo chủ đề

riêng như bảng 1 đã nêu, dưa theo kết quả NCKH của nhà trường

Hiện nay, hai bộ PM này có thể xem như gồm đầy đủ nhất những bài toán Địa

kỹ thuật thường gặp trong thực tế, thân thiện người dùng và được nhiều nước trên thế

giới ưa chuông

Hai bộ PM nêu trên được phổ biến rộng rãi ở Việt Nam qua nhóm cán bô giảng

day trường Đại học Thuỷ lơi mà người chủ trì là GS Nguyễn Công Mẫn, nguyên chủ

(1975 - 1994) trường Dai hoc Thuy Idi

Bo phan mém GeoStudio 2004, da được phổ biến rộng rãi qua trên 20 lớp giảng từ Bắc vào Nam do được sự hỗ trợ về phần cứng - phần mềm của GeoSlope

International

Từ những năm 1997 - 1998, trường ĐHTL đã có quan hệ với Plaxis BV qua GS Nguyễn Công Mẫn, nhằm mục đích phô biến phần mềm này tại nước ta Nhưng mãi đến năm 2001, trường ĐHTL mới tổ chức được lớp Plaxis đầu tiên tại VN do các chuyên gia đến từ Hà Lan giảng Tiếp đó, nhân dịp mua được phần mềm Plaxis V.7,

CT Tư vấn Điện 1 đã mời nhóm CBGD trường ĐHTL đến giảng vào năm 2002

Hiên nay, bộ PM Plaxis gồm các môđun sau:

PLAXIS V8.2 PLAXIS DYNAMICS PLAXIS 3D TUYNEN PLAXIS 3D FOUNDATION

1 Plaxis V 8.2 được nâng cấp từ V.1 trong đó có 6 bài ví dụ có hướng dẫn:

e Phân tích lún của móng tròn trên nền cát;

Quá trình thi công hố đào ;

Phân tích biến dạng chuyển vị của đê sông;

Phân tích quá trình đào khi có neo;

e Phân tích ổn định khối đắp có dao động mức nước thương lưu;

e Phân tích ảnh hưởng của lún đến công trình xây dựng trên mặt đất khi đào đường hầm dưới mặt đất

Vậy PM Plaxis V.8.2, có thể giúp người kỹ sư giải quyết được nhiều bài toán trong xây dựng, giao thông và thuỷ lợi

Hiện nay, PM Plaxis đã được nâng cấp đến V.8.2 pack 7 (V.8.2.7)

Hình 1 cho một ví dụ phân tích quá trình đào khô hố móng có neo chống theo Plaxis

Bảng 1 Quá trình phát triển bộ phần mềm PLAXIS của PLAXIS BV Hà Lan [R Brinkgreve]

Tên | Plaxis | Plaxis | Plaxis | Plaxis | Plaxis | Plaxis | Plaxis Plaxis Plaxis 3D | Plaxis Plaxis Plaxis Plaxis 3D V.1 v2 v3 V4 V5 V6 V7 Dynamics Tunnel V.8.2 | PlaxFlow | 3D Found version 2

2 Plaxis Dynamics là một môđun độc lâp, được gộp vào bộ PM PlaxIs V 8.2

Trong PM này có nêu 3 bài toán sau:

e Phân tích động của móng máy trên nền đàn hồi;

e Phân tích đông khi đóng cọc;

e Phân tích nhà bốn tầng chịu ảnh hưởng của động đất

Môđun này chỉ có thể phân tích được các công trình đặt trên nền đàn hồi chịu

tác dung của các tải trọng đông mà không xét được ảnh hưởng của sự phát sinh áp

lực nước lỗ rỗng dư khi động đất dẫn đến sự giảm độ bền của môi trường đất như PM

QUAKE/W của bô GeoStudio 2004

Hình 2 nêu kết quả phân tích bài toán móng máy trên nền đàn hồi và hình 3

nêu kết quả phân tích bài toán động đóng cọc trong nền đất xem như đàn hồi

Một điều thú vị khi thấy phân bố phần tử tiếp xúc giữa cọc và đất xung quanh

theo Plaxis phù hợp với phân bố ứng suất cắt max suy từ tiêu chuan Mohr-Coulomb

(H.3) khi cọc trượt tương đối với đất xung quanh tại t = 0,01sec

Extreme toto! Saar ` mygÊ -0.020

Biểu đổ phần tử tiếp xúc quanh cọc (phía trái Chuyển vị của mũi cọc tại khoảng t = 0,05 sec sau

hình vẽ) tương tự phân bố ma sát thành cọc cú đập vào cọc và từ 0,1 sec sau đó

Hinh 3

Mặt khác, Plaxis cũng đã dùng phần tử tiếp xúc để loại trừ đô dội lai không thực

của biên chon

3 Plaxis 3D Tunnel V.2

Trong PM này có nêu 5 bài toán sau

e Phân tích lún của một móng vuông trên nền cát

e Phân tích quá trình thi công theo giai đoạn đường hầm NATM (New Austrian

Tunneling Method):

e Đánh giá ôn định của đường hầm chịu áp đảo trong khiên;

e Đánh giá ôn định của hỗ đào chống đỡ bằng tường cừ;

e Đánh giá sự làm việc trong quá trình đào đường hầm chịu áp đào trong khiên

‡ '

a

=

Hinh 4a

Để mô hình hoá ba chiều của bài toán, 3D Tunnel đã dùng các mặt đứng và

“slices” dé trién khai m6 hinh bài toán theo phương z, vuông góc với mặt “thỏi”, như

Trong PM này có nêu 5 bài toán sau

e Phân tích móng bè trên nền sét quá cố kết;

Phân bố các ứng suất hiệu quả quanh đường hầm Quá trình đào

trên một mạt phâng vuông góc với trục hầm

Hình 4b

e Phân tích sức chịu tải của cọc khoan nhỏi;

e Phân tích móng bè đối xứng theo một mặt phăng đứng;

e Phân tích sức chịu tải của cọc

Để mô hình hoá ba chiều của bài toán, 3D Foundation đã dùng các mặt ngang

goi là "work plans” kết hợp trụ lỗ khoan để triển khai mô hình ba chiều theo phương y

như nêu trong hình vẽ 5a

Các hình 5b nêu sơ đồ hình học và kết quả phân tích của một móng chữ nhật

chịu tải tập trung thẳng đứng

Qua thực hiện tính toán thấy rằng cách triển khai mạng lưới 3D trong 3D T và

3D F thuận tiện hơn cách triển khai 3D theo Seep3D thuộc bộ PM của công ty

Geoslope International Tuy nhiên thời gian tính toán vẫn còn hơi lâu, người dùng

cẩn bình fĩnh và không sốt ruột

= Cotveres terding momert €7 27 Wirwn

b.Tổng chuyển vị c) Mômen uốn trong tấm đáy

Hình 54

PlaxFlow V.1

PlaxFlow được ban hành vào năm 2003, có thể phân tích được các bài toán

thấm ổn định, không ổn định trorlg môi trường bão hoà/không bão hoà và điều kiện

biên thay đõi theo thời gian

PlaxFlow có thể tích hợp với Plaxis 8.2 để phân tích các bài toán về biến dạng

và ổn định có xét ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng và dòng thấm

Trong PlaxFlow có nêu 4 bài toán: thấm qua khối đắp, thấm quanh tường cừ,

thấm trong cừ vây hố móng và sự thay đổi độ ẩm của tầng đất ruông trồng khoai tây

khi mực nước thay đổi Hình 6 cho kết quả phân tích các bài toán nêu trên

^ — wme= 10.98.102míng

S46 tnh cán Đào giai đoạn 1

Sơ đồ mưa ; ; Độ bão hoà ngày thứ 9

Hình 6d Đánh giá thay đõi độ âm khi dao động mực nước do mưa

Bài toán cuối cùng có thể dùng dự đoán sự biến đổi độ ẩm trong tầng đất trồng

gồm hỗn hợp cát, bụi hoặc sét có lẫn hữu cơ (loam - theo định nghĩa của ASTM) do

các điều kiên biên (mưa, khô hanh, ) phụ thuộc thời gian, phục vụ ngành nông

nghiệp

Chú ý rằng PlaxFlow dùng hàm Van Genuchten sấp xỉ kết hợp với dữ liệu của

ba hệ phân loại đất Hypres, USDA, Staring để mô phỏng vật liệu, do vậy có thể xét

trang thái thấm trong hệ đất bão hoà/không bão hoà theo mặc định cũng như do

người dùng tư xác đinh

Hình 6e cho một ví dụ về môt mô hình vật liệu theo Van Genuchten

INPUT

Để thực hiện một sự phân tích phần tử hữu hạn sử dụng Plaxis, người dùng phải tạo ra một mô hình phần tử hữu hạn, và chỉ rõ những thuộc tính và những điều kiện biên Việc này được làm trong chương trình vào Thiết lập một mô hình phần tử hữu hạn, người dùng

phải tạo ra một mô hình hình học hai chiều bao gồm những điểm, những hàng và những thành phần khác Sự sinh ra mắt lưới phần tử hữu hạn thích hợp và những thuộc tính và

những điều kiện biên trên một phần tử được tự động thực hiện bởi Plaxis dựa vào mô hình

hình học nhập vào Người dùng có thể cũng tùy biến mắt lưới phần tử hữu hạn để kiếm được sự thực hiện tối ưu Phần cuối của đầu vào gồm có áp lực nước và ứng suất nền ban đầu để đặt trạng thái ban đầu

Khi một mô hình hình học được tạo ra trong chương trình vào được gợi ý rằng những mục nhập vào khác nhau được lựa chọn trong thanh công cụ thứ hai đưa ra (từ trái sang

phải) Theo nguyên tắc, trước hết vẽ đường viền hình học, rồi thêm những lớp đất, rồi những đối tượng cấu trúc, rồi những lớp xây dựng, những điều kiện biên và rồi tải trọng

Sử dụng thủ tục này, thanh công cụ đóng vai một hướng dẫn xuyên qua chương trình vào

và bảo đảm rằng tất cả các mục được nhập vào cần thiết đều được giải quyết Dĩ nhiên, không phải là tất cả các tùy chọn nhập vào đều cần thiết nhập vào Chẳng hạn, vài đối

tượng cấu trúc hoặc những kiểu tải có thể không được sử dụng khi duy nhất tải trọng đất

được xem xét, hoặc, sự tạo ra những áp lực nước có thể bị bỏ đi nếu vấn đề xem xét là hoàn toàn khô, hoặc, tạo ra ứng suất ban đầu có thể bỏ đi nếu lĩnh vực ứng suất ban đầu được tính toán bằng tải bản thân Tuy vậy, bởi việc đi theo thanh công cụ người dùng được nhắc nhở của nhiều mục nhập vào khác nhau và sẽ lựa chọn những mục quan tâm

Plaxis sẽ cũng đưa những thông báo cảnh báo nếu vài đầu vào cần thiết nào đó đã được chỉ rõ Khi thay đổi một mô hình hiện hữu, điều quan trọng để nhận thấy rằng mắc lưới phần tử hữu hạn và, nếu có thể áp dụng, những điều kiện ban đầu phải được phục hồi Cái

này cũng được kiểm tra bởi Plaxis Việc đi theo những thủ tục này người dùng có thể tin

cậy vì rằng một mô hình phần tử hữu hạn chắc chắn được thu được

1 Chương trình vào

Biểu tượng này đại diện chương trình vào Chương trình vào chứa đựng tất

tam" cả các phương tiện đề tạo ra và đề sửa đối một mô hình hình học, để phát 2 z "aA + ` a 9 Ae A ^ ` ` A z

kiện ban đầu Sự sinh ra của những điều kiện ban đầu được thực hiện trong

một chế độ riêng biệt của chương trình vào

Khi bắt đầu chương trình vào một hộp thoại xuất hiện bên trong cho phép sự lựa chọn giữa việc chọn một dự án hiện hữu hoặc tạo thành một dự án mới Khi chọn Dự án mới (New project) cửa sổ General settings xuất hiện trong đó những kiểu tham số cơ bản của

dự án mới có thể được thiết lập (xem 2.2)

Khi chon Du 4n hién hitu (Existing project) hộp thoại cho chọn nhanh một trong số bốn dự án gần đây nhất Nếu dự án hiện hữu sẽ được lựa chọn không xuất hiện trong danh sách, tùy chọn <<<Mœre files>>> có thể được sử dụng Theo kết quả có được, yêu cầu hồ

sơ chung xuất hiện cho phép người dùng duyệt qua tất cả các thư mục sắn có và để lựa chọn hồ sơ dự án Plaxis mong muốn (* Plx) Sau sự lựa chọn lọc một dự án hiện hữu, mô hình hình học tương ứng được bày ra trong cửa sổ chính

File Edit View Geometry Loads Materials Mesh Initial Help

aS Cale Output Curves oe &aa & x

Hình 1 Cửa sổ chính của chương trình vào (kiểu nhập hình học)

Cửa số chính của chương trình vào chứa đựng những mục sau (Xem hình I1)

Menu nhập vào:

Menu nhập vào chứa đựng tất cả các mục và thao tác của chương trình vào Đa số các mục là sắn có cũng như những nút trong thanh công cụ

Thanh công cụ (chung):

Thanh công cụ này chứa đựng những nút cho những hoạt động chung như những thao tác đĩa, in ấn, zoom hoặc lựa chọn những đối tượng Nó cũng chứa đựng những nút để khởi động những chương trình khác của gói Plaxis (tính toán, đầu ra, vẽ đồ thị)

Thanh công cụ (hình học):

Thanh công cụ này chứa đựng những nút để thi hành những việc liên quan đến sự tạo thành một mô hình hình học Những nút được sắp đặt theo một cách, mà nói chung việc đi

theo những nút trên thanh công cụ từ trái đến phải dẫn đến một hình học hoàn toàn được định nghĩa

Những cây thước:

Ở cả phía trái và đỉnh của vùng vẽ, những cái thước đo chỉ báo những tọa độ vật lý, mà

cho phép xem trực tiếp những kích thước hình học Những cây thước có thể được tắt trong menu View

Vùng vẽ:

Vùng vẽ là vùng trên đó mô hình hình học được tạo ra Sự tạo thành một mô hình hình

học chủ yếu được thực hiện bằng con chuột, nhưng vài tùy chọn được nhập trực tiếp bằng

bàn phím thì sắn có (xem Nhập vào bằng tay) Vùng vẽ có thể được sử dụng trong cùng

cách như một chương trình vẽ truyền thống Hệ thống các lưới của những nút nhỏ trong vùng vẽ có thể sử dụng để bắt lấy những vị trí

Nếu việc vẽ với con chuột không đưa đến sự chính xác mong muốn, cách nhập vào

bằng tay có thể được sử dụng Những giá trị cho những tọa độ X và Y có thể được vào ở đây bởi việc gõ vào những giá trị tương ứng với một khoảng trắng bên trong (giá trị X < khoảng trắng > giá trị Y) Nhập vào bằng tay của những tọa độ có thể cho tất cả những

tùy chọn hình học nhập vào, ngoại trừ những liên kết khớp của dầm (Beam hinges) và

những đường hầm (Tunnels)

Thay vì nhập vào những tọa độ tuyệt đối, những sự tăng dần đối với giá trị trước có thể được cho bởi ký tự @ trực tiếp phía trước giá trị (@giá trị X @ giá trị Y)

Ngoài nhập vào những tọa độ, những điểm hình học hiện hữu có thể được lựa chọn bởi

số của chúng Đặc tính này cũng sẵn sàng cho Beam hinges

Chỉ báo vị trí con trỏ:

Chỉ báo vị trí con trỏ cho biết vị trí hiện thời của con trỏ chuột cả những đơn vị vật lý

bên trong lẫn những điểm màn ảnh

2 Menu nhập vào

Menu chính của chương trình vào chứa đựng những menu con kéo xuống (pull-down)

bao gồm hầu hết các tùy chọn dùng cho sự trình bày file, chuyển dữ liệu, xem những đồ

thị, tạo ra mô hình hình học, phát sinh những dữ liệu mắt lưới và nhập đữ liệu nói chung

Phân biệt giữa menu của kiểu nhập vào hình học và menu của kiểu điều kiện ban đầu Trong kiểu nhập vào Hình học, menu gồm có menu con File, Edit, View, Geometry,

Loads, Materials, Mesh, Initial và Help Trong kiểu điều kiện ban đầu gồm các menu con File, Edit, View, Geometry, Generate va Help

Menu File:

Open Mở một dự án hiện hữu Yêu cầu file được hiển thi

Save Lưu giữ dự án với tên hiện hữu Nếu tên chưa được cho trước, yêu

cầu file được hiển thị

Save as Lưu giữ dự án với một tên mới Yêu cầu file được hiển thi

hiển thị

Work directory Thiết lập thư mục làm việc mặc định nơi dự án Plaxis sẽ được lưu Import Nhập đữ liệu hình học từ kiểu file khác (xem 2.1)

General settings Thiết lập thông tin chung cho mô hình hình học (xem 2.2)

(recent projects) Mở nhanh một trong bốn dự án gần nhất

Exit Thoát ra khỏi chương trình Input

Menu Edit

Undo Trở về trạng thái trước đó của mô hình hình học (sau khi nhập lỗi)

Sự lập lại chức năng undo được giới hạn trong 10 hành động gần nhất

Copy Sao chép mô hình hình học đên cửa số bộ nhớ

Clear selections Bo moi lua chọn hiện thời

Menu view

Zoom out Phóng to

Reset view Xem lại toàn bộ vùng vế

dụng để điều chỉnh những toạ độ có sắn

Snap to gridbé khoá lưới

Menu Geometry:

Menu Geometry chứa đựng những tùy chọn cơ bản để biên soạn một mô hình hình

học Ngoài chức năng vẽ đường hình học, người dùng có thể lựa chọn những phần tử dầm, vải địa kỹ thuật, những phần tử tiếp xúc, những phần tử neo hoặc những đường hầm

Những tùy chọn khác nhau trong menu con này được giải thích chi tiết trong mục 3

Menu Loads:

Menu Loads chứa đựng những tùy chon để thêm những tải trọng và những điều kiện biên vào mô hình hình học cơ bản Những tùy chọn khác nhau trong menu con này được giải thích chi tiết trong mục 4

Menu Materials:

Menu Materials duoc sử dụng để kích hoạt những cơ sở dữ liệu cho sự tạo thành và sửa

đổi của dữ liệu vật liệu thiết lập cho đất và những tiếp xúc, những phần tử dầm, vải địa kỹ thuật và neo Sự sử dụng những cơ sở dữ liệu và tham số chứa đựng trong những tập dữ

liệu được mô tả chi tiết ở mục 5

Menu Mesh:

Menu Mesh chứa đựng những tùy chọn để phát sinh một mắt lưới phần tử hữu hạn và

để áp dụng sự làm mịn lưới toàn cầu và địa phương Những tùy chọn khác nhau trong

menu con này được giải thích chi tiết trong mục 6

Menu Intttal:

Menu Initial chứa đựng tùy chon để đi tới kiểu những điều kiện ban đầu của chương

trình vào

ẫMenu Geometry của kiểu điều kiện ban đâu:

Menu này chứa đựng những tùy chọn để nhập vào trọng lượng nước, để vẽ một đường

mực nước ngầm hoặc tạo ra bổ sung những điều kiện biên cho dòng chảy hoặc củng cố phân tích Những tùy chọn khác nhau trong menu con này được giải thích chi tiết trong mục 8

Menu Generate của kiểu điều kiện ban dau:

Menu này chứa đựng những tùy chọn để phát sinh những áp lực nước ban đầu hoặc những ứng suất hiệu quả ban đầu Những tùy chọn khác nhau trong menu con này được

giải thích chi tiết trong mục 8 và 9

2.1 Đọc một dự án hiện hữu

Một bài toán Plaxis hiện hữu có thể là sự đọc bởi việc lựa chọn Open trong menu File Thư mục mặc định mà xuất hiện trong mục yêu cầu tập tin là thư mục nơi tất cả các tập tin chương trình đều được cất giữ trong thời gian cài đặt Thư mục mặc định này có thể được thay đổi bằng mục tùy chọn Work directory trong menu File Trong mục yêu cầu tập tin, mục kiểu tập tin (Files of type), theo mặc định, thiết lập là 'tập tin dự án Plaxis (* PLX}, phương tiện đó để chương trình tìm kiếm những tập tin với phần mở rộng là “ PLX' Sau chọn một tập tin như vậy và click vào nút < Ôpen>, tập tin dự án được đọc và

hình học được hiển thị trong vùng vẽ

Có thể để đọc tập tin những dự án phiên bản Plaxis 6 và chuyển đổi đữ liệu hình học và vật liệu vào trong định dạng của phiên bản Plaxis 7 Tùy chọn này san sang boi su lua

chọn tùy chọn Import trong menu File Trong muc Files of type được thiết lập là “PlaxIs 6.x file (*.SFN)’ Nếu một tập tin như vậy được lựa chọn và nút <Open> được nhấn, hình học được đọc và hiển thị trong vùng vẽ Hình học này là được xem như làmột hình học mới và không phải là một mở rộng tới một hình học hiện hữu Chú ý rằng những sự thiết

đặt chung (General setfings) cần phải được kiểm tra để lựa chọn kiểu mô hình và phần tử thích hợp

Ngoài dữ liệu hình học, những thuộc tính đất được đọc và cất giữ như những tập dữ liệu vật chất trong cơ sở đữ liệu dự án, nhưng chúng chưa được chỉ định tới những lớp đất Hơn nữa, những tải trọng, những điều kiện cố định và khởi đầu cần phải là được định

nghĩa lại bởi người dùng

Cũng có thể đọc được những hồ sơ hình học của Delft Geotechnics M-series sử dụng tùy chọn Import Trong trường hợp này mục Files of type trong file requester cần phải là thiết lập là “M-series geometry file (* GEO)’ Tuy chọn này có thể chỉ sử dụng để đọc dữ liệu hình học; dữ liệu đất không được nhập vào Nếu số lượng điểm hình học rất lớn, tùy chọn có thể không làm việc đúng mức Sự thực hiện tốt nhất được thu được khi sử dụng

một kiểu màn ảnh có độ phân giải cao (1024x768)

Filename <NoName> Model [Plane strain r|

Directory we Elements | 6-Node r|

Hình 2 Cửa sổ General settings

tương ứng đồng dạng qua một đường thẳng góc chiều dài nhất định tới mặt cắt ngang

Những sự dịch chuyển vuông góc tới mặt cắt ngang được giả thiết là zêrô

Một mô hình đối xứng trục được sử dụng cho những cấu trúc vòng tròn với một (nhiều hoặc ít hơn) mặt cắt ngang đường kính đồng dạng và tải xuyên tâm lên sơ đồ xung quanh trục tâm, nơi mà trạng thái biến dạng và trọng âm được giả thiết đồng nhất trong bất kỳ phương hướng xuyên tâm nào Chú ý rằng đó cho những vấn đề đối xứng trục tọa độ X đại diện bán kính và tọa độ Y tương ứng với đường trục đối xứng Những tọa độ X âm

không cần được sử dụng Sự chọn lựa của biến dạng phẳng hoặc đối xứng trục dẫn đến

một mô hình phần tử hữu hạn hai kích thước với chỉ hai tịnh tiến tự do của nút (phương X

va Y)

Một mô hình đối xứng trục 3D được sử dụng cho những cấu trúc mà về mặt hình học là đối xứng trục và chịu tải trọng với tải không đối xứng trục, như tải cọc và móng tròn Sự chọn lựa của đối xứng trục 3D dẫn tới một mô hình phần tử hữu hạn ba kích thước với ba

tịnh tiến tự do của nút (phương X, Y và Z) Đối xứng trục 3D là sẵn có như một mô đun riêng biệt và có thể được đọc theo yêu cầu đặc biệt

Những phần tir:

Cho một sự phân tích 2 chiều (biến dạng phẳng hoặc đối xứng trục) người dùng có thể lựa chọn hoặc 6 nút hoặc những phần tử tam giác 15 nút (xem hình 3) Hình tam giác 6 nút là phần tử mặc định cho một sự phân tích 2 chiều Nó cung cấp một phép nội suy thứ

tự thứ hai cho những sự dịch chuyển Ma trận độ cứng phần tử được ước lượng bởi phép

lấy tích phân số sử dụng tổng của ba điểm Gauss (những điểm ứng suất) Cho hình tam giác 15 nút loại của phép nội suy là bốn và sự lấy tích phân là gồm mười hai điểm ứng

suất

Cho một sự phân tích 3 chiều (đối xứng trục 3 chiều) duy nhất một loại phần tử là sắn

có, phần tử nêm 15 nút (xem hình 3) Phần tử này đưa cho một phép nội suy thứ tự thứ hai cho những sự dịch chuyển và sự lấy tích phân là gồm sáu điểm ứng suất

Hình tam giác 15 nút là một phần tử 2 chiều rất chính xác mà đã được chỉ ra để đem lại những kết quả ứng suất chính xác cao cho những vấn đề khó, chẳng hạn trong những tính

toán sự gãy vụn cho những loại đất không ép được (refs 8, 12, 13) Tuy nhiên, sử dụng những hình tam giác 15 nút dẫn tới sử dụng tương đối nhiều bộ nhớ và sự thực hiện tính toán và thao tác chậm Trong những phiên bản Plaxis trước đây hình tam giác 15 nút là kiểu phần tử mặc định bởi vì số lượng phần tử cực đại khá có hạn Trong phiên bản này,

tuy nhiên, số lượng phần tử trong một mắt lưới phần tử hữu hạn có thể cao hơn những

phiên bản được cho phép trước đây Để tránh thời gian tính toán và sự thực hiện chậm,

phần tử mặc định bây giờ là hình tam giác 6 nút Kiểu phần tử này thực hiện tốt cho đa số các kiểu tính toán

Tuy nhiên, sự chính xác của những kết quả trong đa số các trường hợp sẽ thấp hơn

trong trường hợp tương tự khi sử dụng cùng số lượng của hình tam giác 15 nút

Sự chính xác của hình nêm 15 nút cho sự phân tích 3 chiều là có thể so sánh được với hình tam giác 6 nút trong một sự phân tích 2 chiều Những kiểu phần tử cao hơn thì không

được xem xét trong sự phân tích 3 chiều bởi vì điều này sẽ dẫn tới sử dụng nhiều bộ nhớ

và thời gian tính toán không thể chấp nhận được

stress points

Ro

nodes 6-node triangle 15-node triangle 15-node wedge

Hình 3 Vi tri của nút và điểm ứng suất trong phần tử đất

Trong luc va gia t6c:

Hướng của trọng lực có góc được cố định là -90° , nguoc lai v6i phuong cua trục Y Không cần thiết nhập vào gia tốc trọng lực, bởi vì trọng lực thì tuyệt đối được bao gồm những trọng lượng thể tích cho bởi người sử dụng Trong cách này trọng lực được kiểm soát bởi hệ số nhân tải trọng toàn bộ cho những trọng lượng của vật liệu, SMweight

Ngoài trọng lực bình thường, người dùng có thể chỉ định một gia tốc độc lập cho lực động trong cách giả - nh học Những giá trị được nhập vào thành phần X và Ycủa gia tốc

bổ sung được nhập vào trong bảng thứ hai của cửa số General settings Những thành phần

được biểu thị dưới dạng gia tốc trọng lực bình thường g Sự kích hoạt của gia tốc bổ sung trong những tính toán được kiểm soát bởi những số nhân tải Maccel và >Maccel

Những đơn vị:

Những đơn vị chiều dài, lực và thời gian được sử dụng trong sự phân tích được định nghĩa khi dữ liệu vào được chỉ rõ Những đơn vị cơ bản này được nhập vào trong bảng Dimensionscủa cửa sổ General settings

Những đơn vị mặc định, như được gợi ý bởi chương trình, là m (mét) cho chiều dài, kN cho lực và ngày cho thời gian Những đơn vị tương ứng cho ứng suất và trọng lượng được

liệt kê trong hộp ở dưới những đơn vị cơ bản

General settings KHE

Hình 4 Cửa sổ General settings (Bảng Dimensions)

Tất cả các giá trị được nhập vào cần phải được cho phù hợp với đơn vị sử dụng Don vi thích hợp của một giá trị nhập vào nào đó thường được cho trực tiếp phía sau hộp nhập giá tri, dua vào những don vi cơ bản do người dùng định ra

Những kích thước:

Tại điểm bắt đầu của một dự án mới, người dùng cần chỉ rõ những kích thước của vùng

vẽ theo một cách mà mô hình hình học mà sẽ được tạo ra sẽ phù hợp với những kích thước Những kích thước được nhập vào trong bảng Dimensions của cửa số General setfings Những kích thước của vùng vẽ không ảnh hưởng chính hình học và có thể được

thay đổi khi sửa đổi một dự án hiện hữu

Lưới:

Để dễ dàng tạo thành hình học, người dùng có thể định nghĩa một lưới cho vùng vẽ Lưới này có thể sử dụng để đặt con trỏ vào trong vị trí ' thường xuyên' Hệ thống các lưới

được định nghĩa bằng phương tiện của những tham số Spacing (khoảng cách) và Number

Of intervals (số khoảng giữa 2 lưới) Spacing được sử dụng để thiết lập một lưới thô, được biểu thị bởi những điểm nhỏ trên vùng vẽ

Lưới thực tế là lưới thô được chia ra bởi Number of Intervals Số lượng khoảng mặc

định là 1, điều này đưa ra một lưới bằng với lưới thô Đặc điểm của lưới được nhập vào

trong bang Dimensions cua ctra s6 General settings Menu View có thể được sử dụng để bật (tắt) hệ thống lưới và tùy chọn bắt điểm

.3 Hình học

Sự sinh ra một mô hình phần tử hữu hạn bắt đầu với sự tạo thành của một mô hình hình

học Một mô hình hình học gồm có những điểm, những đường và những cluster Những điểm và những đường được nhập vào bởi người dùng, trong khi mà những cluster được phát sinh bởi chương trình Ngoài những thành phần cơ bản này, những đối tượng cấu trúc hoặc điều kiện bắt buộc có thể được gán cho mô hình hình học

Khuyến cáo rằng để bắt đầu tạo thành một mô hình hình học bằng cách vẽ đường viền hình học đầy đủ Ngoài ra, người dùng có thể chỉ rõ những lớp vật liệu, những đối tượng cấu trúc, những đường sử dụng cho những pha xây dựng, tải và những điều kiện biên Mô hình hình học không chỉ bao gồm tình trạng ban đầu, nhưng cuối cùng những giai đoạn

xây dựng được xem xét trong một pha về sau Sau khi hình học đã được hoàn thành, người

dùng cần phải biên soạn những những tập dữ liệu của tham số vật liệu và gán những tập

đữ liệu cho những thành phần hình học tương ứng Khi hình học đầy đủ được định nghĩa

và tất cả các thành phần hình học có những thuộc tính của chúng, mô hình hình học là hoàn chỉnh và mắt lưới có thể được phát sinh

Lựa chọn những thành phần hình học

Khi công cụ Selection (mũi tên đỏ) ở trạng thái tích cực, một thành phần hình

x| học có thể được lựa chọn bởi việc kích một lần trên thành phần đó trong mô hình

hình học Nhiều thành phần cùng kiểu có thể là được chọn đồng thời bằng cách

nhấn và giữ phím <Shift > trong khi lựa chọn những thành phần mong muốn

Những thuộc tính của những thành phần hình học

Đa số các thành phần hình học có những thuộc tính nhất định, mà có thể được xem và

biến đổi trong những cửa số thuộc tính Sau việc nhấn đúp một thành phần hình học cửa

số thuộc tính tương ứng xuất hiện Nếu hơn một đối tượng được định vị trên điểm được

chỉ báo, một hộp thoại chọn lọc xuất hiện từ đó thành phần mong muốn có thể được lựa chọn

3.1 Những điểm và những đường

` | Mục nhập vào cơ bản cho sự tạo thành của một mô hình

hình học là đường hình dạng (Geometry line) Mục này có thể được lựa chọn từ menu Geometry cũng như từ thanh công cụ thứ hai

Khi tùy chọn Geometry line được lựa chọn, người dùng có thể tạo ra những điểm và những đường trong vùng vẽ bởi việc kích với con trỏ chuột (nhập vào bằng hình) hoặc bởi việc gõ những tọa độ ở tại dòng lệnh (nhập vào bằng bàn phím) Ngay khi nút trái chuột được kích trong vùng vẽ một điểm mới được tạo ra, miễn là không có điểm hiện hữu gần

vị trí con trỏ Nếu có một điểm hiện hữu gần con trỏ, con trỏ bắt vào điểm hiện hữu mà không phát sinh một điểm mới Sau khi điểm đầu tiên được lựa chọn, người dùng có thể

vẽ một đường bởi việc nhập vào điểm khác, Hình vẽ những điểm và những đường tiếp

tục cho đến khi nút phải của chuột được kích tại bất kỳ vị trí nào, hoặc ấn phím <Esc>

Nếu một điểm được tạo ra trên hoặc gần một đường hiện hữu, con trỏ bắt lên trên

đường đó và tạo ra một điểm mới chính xác trên đường đó Kết quả là đường đó được chia

ra thành hai đường mới Nếu một đường cắt qua một đường hiện hữu, một điểm mới được tạo ra ở tại điểm giao nhau của hai đường Kết quả là cả hai đường được chia ra thành hai đường mới Nếu một đường được vẽ mà một phần trùng với một đường hiện hữu, chương trình làm cho chắc chắn trong phạm vi hai đường trùng nhau chỉ có duy nhất một đường

Tất cả các thủ tục này bảo đảm rằng một hình học chắc chắn được tạo ra mà không có những điểm đôi hoặc những đường trùng nhau

Những điểm hoặc những đường hiện hữu có thể được sửa đổi hoặc loại trừ bởi trước hết chọn công cụ Selection từ thanh công cụ Để đi chuyển một điểm hoặc đường, chọn điểm hoặc đường trong hình dạng và kéo tới vị trí mong muốn Để loại trừ một điểm hoặc

đường, chọn điểm hoặc đường trong hình dạng và nhấn phím <Del> trên bàn phím Nếu hơn một đối tượng hiện diện ở vị trí được lựa chọn, một hộp thoại Delete xuất hiện từ đó

đối tượng có thể được lựa chọn để xóa Nếu một điểm tại nơi chỉ hai đường đến cùng nhau

bị xóa, thì hai đường được kết hợp tạo một đường thắng ngang qua điểm đó Nếu hơn hai

đường đến tại điểm sẽ được xóa, thì tất cả các hàng được nối với điểm này sẽ được xóa

Sau mỗi kích động bản vẽ chương trình xác định những cluster có thể được hình thành Một cluster là một vòng kín của những đường hình học khác nhau Nói cách khác, một cluster là một vùng hoàn toàn bao bởi những đường hình dạng Những cluster được phát

hiện ra thì thay đổi độ sáng Mỗi cluster có thể được đưa cho những thuộc tính vật liệu

nhất định để mô phỏng cách ứng xử của đất trong bộ phận của hình học Những cluster được chia trong những phần tử đất trong thời gian phát sinh mắt lưới

3.2 Dâm (tường và bản) _ | |

Dầm là những đối tượng cấu trúc đã sử dụng để mô hình những cấu trúc mảnh trong nền với độ cứng khi uốn là quan trọng (độ cứng khi uốn) và độ cứng bình thường Mặc

dầu những phần tử dầm là những cấu trúc một chiều thật sự, những phần tử dầm trong

Plaxis đại diện cho những bản, tấm trong hướng ngoài mặt phẳng và có thể bởi vậy sử dụng để mô hình những tường và những bản Những ví dụ những cấu trúc geotechnical

bao gồm những dầm được giới thiệu trong hình 5

Những dầm có thể được lựa chọn từ menu Geometry hoặc bởi việc kích vào nút tương ứng trong thanh công cụ Sự tạo thành của những dầm trong mô hình hình học tương tự như sự tạo thành củanhững đường hình dạng (xem 3.1) Khi tạo ra dầm, những đường

hình dạng tương ứng được tạo ra đồng thời

Hình 6 VỊ trí của những nút và ứng suất điểm trong phan tir dam 3 nit va 5 nit

Những thuộc tính vật liệu của những dầm được chứa đựng trong những tập đữ liệu vật liệu (xem 5.3) Những tham số quan trọng nhất là độ cứng khi uốn EI và độ cứng dọc trục

EA Từ hai tham số này một bề dày dầm tương đương d,„ được tính toán từ phương trình:

lạ PL

d = EA

eq

Những mômen uốn và những lực dọc trục được ước lượng từ những ứng suất ở tại

những điểm ứng suất Một phần tử dầm 3 nút có hai cặp điểm ứng suất trong khi phần tử dầm 5 nút có bốn cặp điểm ứng suất

Bên trong mỗi cặp, những điểm ứng suất được định vị ở khoảng cách d / 3 ở trên và ở

dưới đường giữa dầm Hình 6 cho thấy rằng một phần tử dầm 3 nút và 5 nút đơn với vị trí của những nút và những điểm ứng suất

xoay tự do Nói cách khác, kết nối dầm mặc định thì cứng nhắc (được giữ chặt) Nếu

muốn tạo ra một kết nối khớp (một điểm nơi đầu những dầm có thể quay tự do), tùy chọn

Beam hinge có thể được chọn từ menu Geometry hoặc bởi việc kích vào nút tương ứng trong thanh công cụ

Khi tùy chọn này được chọn và một điểm hình học hiện hữu nối hai (hoặc nhiều hơn)

dầm được kích, cửa sổ những dầm có liên kết khớp xuất hiện hiển thị một hình chỉ tiết của mối nối tất cả dầm được nối Cho mỗi kết thúc dầm riêng lẻ nó có thể chỉ báo rằng kết nối

là một khớp hoặc một ngàm Một khớp được chỉ báo bởi một vòng tròn mở trong khi một liên kết ngàm được chỉ báo bởi một vòng tròn đặc Bằng cách kích vào một trong những

vòng tròn kết nối dầm tương ứng thay đổi từ một liên kết ngàm thành một khớp hoặc

ngược lại Cho mỗi khớp, một độ tự do xoay được đưa vào cho phép một sự quay độc lập

Hình 7 Vĩ dụ của một cửa sổ liên kết của những dâm có liên kết khớp

3.4 Vải địa kỹ thuật

Vải địa kỹ thuật là những vật thể mảnh với độ cứng bình thường nhưng

không nén Những đối tượng này phần lớn được dùng để mô hình hoá sự gia tăng cường độ của đất chẳng hạn như geogrids hoặc vải dệt Ví dụ về cấu trúc geotechnical bao gồm vải địa kỹ thuật được giới thiệu trong mục 8 Phương pháp phần tử

hữu hạn đã được áp dụng mở rộng để nghiên cứu sự thực hiện của kiểu cấu trúc này Về

mô tả của nghiên cứu trước đây trong lĩnh vực này xem lại Refs 5, 7 và 10

Hình & Những ứng dụng trong do vai dia kỹ thuật được sử dụng

Vải địa kỹ thuật có thể được lựa chọn từ menu Geometry hoặc bởi việc kích vào nút tương ứng trong thanh công cụ Sự tạo thành vải địa kỹ thuật trong mô hình hình học tương tự như sự tạo thành đường hình dạng (mục 3.3.1) Tương ứng những đường hình dạng được tạo ra đồng thời khi tạo ra vải địa kỹ thuật Đặc trưng vật liệu của vải địa kỹ thuật là độ cứng bình thường đàn hồi (theo trục) EA, mà có thể được xác định trong cơ sở thông số vật liệu (mục 4)

Những phần tử vải địa kỹ thuật

Vải địa kỹ thuật bao gồm các phần tử geotextile Khi những phần tử đất 6 điểm đã được dùng, mỗi phần tử geotextile được định nghĩa bởi 3 điểm, ở đó những phần tử geotextile 5 điểm được sử dụng trong sự kết hợp với phần tử đất 15 điểm Lực hướng trục

được ước lượng tại các tâm chịu lực Newton - Cotes Kiểu điểm trọng tam này cũng được

sử dụng cho những phần tử mặt phẳng (xem 3.3.5) Sự định vị của những điểm trọng tâm này tương ứng tới sự định vị của nút (xem 3.10)

Mô hình hóa đãf neo

Vải địa kỹ thuật có thể cũng được sử dụng trong sự kết hợp với neo từ nút tới nút để

đóng vai trò lực neo nền Trong trường hợp này vải địa kỹ thuật được sử dụng để mô hình

hoá phần vữa lỏng trám kế hở ở tường và neo từ nút tới nút được sử dụng để mô hình hoá

thanh neo (xem 3.6)

3.5 Mat cat iếp xúc

Mặt cắt tiếp xúc được sử dụng để mô hình hoá sự tương tác giữa kết cấu và

S‡J'| đất Ví dụ những cấu trúc geotechnical kéo theo những mặt cắt được giới thiệu

⁄Ì>Ì trong hình 9 Những mặt cắt có thể được lựa chọn từ thực đơn Hình học hoặc bởi

việc kích vào nút tương ứng trong thanh công cụ

Sự tạo thành một mặt cắt tương tự như sự tạo thành một đường hình học Mặt cắt xuất

hiện khi một đường gạch ở cạnh bên phải của đường hình dạng (xem xét hướng vẽ) để chỉ báo ở đó theo cạnh hình học được kẻ sự tương tác với đất xảy ra Cạnh mà mặt cắt sẽ xuất

hiện cũng được chỉ báo bởi mũi tên trên con trỏ trong hướng vẽ Để đặt một mặt cắt ở bên

kia nó cần phải được vẽ ra theo hướng đối diện Thật ra, những mặt cắt có thể được đặt ở

cả hai bên của một đường hình học Việc làm này cho phép một sự tương tác đầy đủ giữa

những đối tượng đường cấu trúc (Những tường, những sơ đồ có vải địa kỹ thuật, ) và đất lân cận Để phân biệt giữa hai mặt cắt có thể dọc theo một đường hình học, những mặt cắt

được chỉ báo bởi một dấu cộng - dấu hiệu (+) hoặc một số trừ - dấu hiệu (-)

Một ứng dụng tiêu biểu của mặt cắt sẽ mô hình hoá sự tương tác giữa tường cừ ván và đất, mà trung gian giữa mịn và thô hoàn toàn Trong ứng dụng này mặt cắt được đặt tại cả hai cạnh của tường Độ thô của sự tương tác được mô hình hoá bởi việc chọn một giá trị

thích hợp như hệ số khử lực trong mặt cắt Nhân tố này liên hệ lực ở mặt cắt (ma sát và

lực gắn vào tường) với lực đất (góc ma sát và sự dính kết) Chi tiết trên về những thuộc

tính mặt cắt, xem 5.2

Những phần tử Mặt cắt

Mặt cắt là sự bao gồm những phần tử mặt cắt Hình 10 thể hiện ra những phần tử mặt cắt được nối tới những phần tử đất Khi sử dụng phần tử đất 6 nút, những phần tử mặt cắt

tương ứng được định nghĩa bởi ba cặp nút, còn khi cho những phần tử đất 15 nút những

phần tử mặt cắt tương ứng được định nghĩa bởi năm cặp nút

Trong hình những phần tử mặt cắt được chỉ ra để có một bề dày hữu hạn, nhưng trong

sự trình bày rõ ràng phần tử hữu hạn những tọa độ của mỗi cặp nút là đồng nhất, mà có

nghĩa rằng phần tử có một bề dày zêrô

Mỗi mặt cắt gán cho nó 1 ' Bề dày thực tế ' mà là một kích thước ảo đã thu được những thuộc tính vật chất của mặt cắt Bề dày thực tế được định nghĩa như bề dày thực tế trung

bình (xem 6.1) Giá trị ngầm định của hệ số bề dày thực tế là 0.1 Giá trị này có thể được thay đổi bởi việc nhấn đúp trên đường hình học và lựa chọn mặt cắt từ hộp thoại chọn lọc

Tuy nhiên, cần thận trọng khi thay đổi hệ số mặc định Chi tiết về ý nghĩa bề dày thực tế

Hình 10 Phân phối nút và trọng tâm trong những phân tử mặt cắt và kếf nối với những

phần tử đất

Ma trận độ cứng cho những phần tử mặt cắt thu được nhờ sử dụng Niutơn - Cotes Vị

trí của những điểm tập trung này (hoặc trọng tâm) trùng với vị trí của những cặp nút Từ đây, cho những phần tử mặt cắt 6 nút một điểm tập trung 3 nút Niutơn - Cotes được sử

dụng, khi những phần tử mặt cắt 10 nút sử dụng điểm tập trung 5 nút

Hình 11 cho thấy những vấn đề đó của đất - sự tương tác cấu trúc có thể kéo theo những điểm mà yêu cầu sự chú ý đặc biệt Những góc trong những cấu trúc ngàm và một

sự thay đổi đột ngột trong điều kiện biên có thể dẫn tới những sức căng tới hạn, sinh

những sự dao động trọng tâm không lý tưởng Vấn đề này có thể được giải quyết bởi việc làm cho sự sử dụng của mặt cắt là những phần tử như hình được đưa vào 11

Hình này chỉ ra rằng vấn đề của sự dao động trọng tâm có thể được ngăn ngừa bởi việc

vào những phần tử mặt cắt bổ sung bên trong vùng đất Những phần tử này sẽ tăng cường

tính linh hoạt của mắt lưới phần tử hữu hạn và sẽ ngăn ngừa những kết quả trọng tâm không lý tưởng Ref 22 cung cấp chỉ tiết về sự đặc biệt này sử dụng lý thuyết bổ sung của

"¬ Phần tử neo là các gối tựa để liên kết 2 điểm với nhau Kiểu neo này được

lựa chọn từ menu Geometry hay click vào nút tương ứng trên thanh công

cụ Các ứng dụng điển hình bao gồm các kiểu tường neo như trong hình 5e

and the cofferdam thể hiện trên hình 5d Phần tử neo phải luôn luôn được liên kết với các đường hình học hiện hữu nhưng các điểm hình học thì không cần thiết Việc tạo ra

các phần tử neo cũng giống như việc tạo ra các đường hình học (xem phần 3.1) nhưng trái với các loại kết cấu khác, đường hình học không được tạo ra đồng thời với điểm

neo Do đó phần tử neo sẽ không chia nhỏ hay tạo mới

Phần tử neo là hai phần tử gối đàn hồi với một phần tử ngàm cứng Phần tử này dùng

để chịu lực kéo (neo) cũng như lực nén (thanh giằng) Các tính chất được đưa vào dit

kiện vật liệu (xem 5.5)

Phần tử neo được gây ứng suất trước trong quá trình tính toán đàn hồi bằng cách dùng Staged construction as Loading input

Mô hình hóa các neo trong đất

Để có thể mô hình hóa một neo đất (neo vữa) bằng cách kết hợp một phần tử neo và

một vải địa kỹ thuật Phần tử neo tượng trưng cho thanh neo và vải địa tượng trưng cho phần vữa Trong trường hợp này được khuyến cáo mạnh mẽ là tránh sử dụng các

giao diện xung quanh vải địa bởi vì mặc dù các cung trượt tiểm ẩn được tạo ra trong

các phần tử hữu hạn, mà có tính phi hiện thực cao Do đó, phần vữa được xem như bao cứng lấy đất Có thể mô phỏng trạng thái ứng suất của neo đất Tuy nhiên không thể mô phỏng các ảnh hưởng của ứng suất vữa lên trên bể mặt đất Cần lưu ý là vải địa do các tấm liên tục hình thành nên trong hướng ngoài mặt phẳng, trong khi thực tế phần vữa kết cấu ba chiều

3.7 Phần tử neo một đầu

| kiểu neo có thể chọn từ menu Geometry hay click vào các nút tương ứng trên Phan tử neo một đầu là các gối dùng để làm mẫu cho các điểm đơn Đây là

thanh công cụ Một ví dụ của việc dùng neo một đầu là mô hình hóa các thanh giằng

thành các tấm tường cọc, xem hình 5a Phần tử neo một đầu phải luôn được liên kết bằng các đường hình học hiện hữu nhưng không cần thiết các điểm hiện hữu Một phần tử neo một đầu được hình dung như là chữ T xoay đầu Chiều dài của khung chữ

T không mang ý nghĩa đặc biệt Mặc định, một phần tử neo một đầu được đặt ở vị trí 0

độ (theo phương X) Bằng cách nhấn đúp vào giữa chữ T cửa sổ thuộc tính neo sẽ xuất hiện trong góc độ có thể thay đổi Góc nhập vào được xác định theo chiều kim đồng hồ, bắt đầu từ trục X

Ngoài góc, độ dài tương đương của neo có thể được đưa vào từ cửa số những thuộc

tính Độ dài tương đương được định nghĩa như khoảng cách giữa điểm kết nối neo và

điểm giả trong hướng dọc của mỏ neo, nơi sự chuyển vị được giả thiết để là zêrô

Một phần tử neo cố định là một phần tử lò xo đàn hồi với một chiều dài Kết thúc của

lò xo (được định nghĩa bởi độ dài tương đương và phương hướng) được cố định

Những thuộc tính có thể được nhập vào trong cơ sở đữ liệu vật liệu (xem 5.5) Những phần tử neo cố định có thể được ứng suất trước trong quá trình tính toán dẻo sử dụng Staged construction nhu Loading input

3.8 Đường hân

Tùy chọn đường hầm có thể sử dụng để tạo ra những đường hầm tròn và

không tròn mà nó được bao gồm trong mô hình hình học Một đường hầm là một sự hợp thành của những cung, mà chủ yếu được định nghĩa bởi một bán

kính và một sự tăng dần góc xuyên tâm (góc) Một đối tượng đường hầm có thể được lưu

giữ trên đĩa cứng và được bao gồm trong những dự án khác Vài tùy chọn tính toán đặc

biệt sắn sàng mô phỏng xây dựng đường hầm Tùy chọn đường hầm được có sắn từ menu

Geometry hoặc từ thanh công cụ

2 Đường hầm nửa trái

3 Đường hầm nửa phải

Đường hầm nguyên vẹn cần phải được sử dụng nếu hình dạng đường hầm đầy đủ được

tính đến trong mô hình hình học Một đường hầm một nửa cần phải được sử dụng nếu mô

hình hình học chỉ tính đến một nửa đối xứng của vấn đề nơi mà đường đối xứng mô hình

hình học tương ứng với đường đối xứng của đường hầm Phụ thuộc vào cạnh của đường đối xứng được sử dụng trong mô hình hình học mà người dùng cần phải lựa chọn đường

hầm nửa phải hoặc đường hầm nửa trái Một đường hầm một nửa có thể cũng sử dụng để

định nghĩa những cạnh cong của một cấu trúc lớn hơn, chẳng hạn như một bể chứa ngầm Những phần thẳng còn lại của cấu trúc có thể được thêm trong vùng vẽ bằng cách sử dụng những đường hình học

Bằng việc nhấn nút <Ok> cửa số trình thiết kế đường hầm được mở

Trình thiết kế đường hâm

Sau sự lựa chọn hình dạng cơ bản đường hầm, trình thiết kế đường hầm xuất hiện như

là một cửa số riêng biệt nhập vào Trình thiết kế đường hầm chứa đựng những mục sau

(Xem hình 12)

Menu Tunnel:

Menu với những tùy chọn để mở và lưu giữ một đối tượng đường hầm và để thiết lập những thuộc tính cho đường hầm

Thanh cong cu:

Thanh công cụ với những nút như những phím tát để thiết lập những thuộc tính cho

đường hầm

Vùng hiển thị:

Vùng trong đó đối tượng đường hầm được phác họa

Những cây thước:

Những cây thước chỉ báo kích thước của đường hầm trong tọa độ địa phương Gốc của

hệ trục địa phương được sử dụng như một điểm quy chiếu cho sự xác định vị trí của

đường hầm trong mô hình hình học

— See

¬ < S

Một đường hầm được bao gồm nhiều đoạn mặt cắt Mỗi đoạn là một cung (phần của

một vòng tròn), mà được định nghĩa bởi một điểm tâm, một bán kính và một góc Theo mặc định, đường hầm là vòng tròn và bao gồm 6 đoạn (3 đoạn cho một nửa của đường

hầm) Đoạn đầu tiên bắt đầu tại điểm thấp nhất trên trục tung địa phương (- 90° ) và đi theo hướn ngược chiều kim đồng hồ Vị trí của điểm thấp nhất này (điểm xuất phát của

đoạn đầu tiên) được xác định bởi những tọa độ của tâm và bán kính Điểm kết thúc của đoạn đầu tiên được xác định bởi góc Điểm xuất phát của một đoạn tiếp theo trùng với

điểm kết thúc của đoạn trước Trong điểm kết nối này, hai đoạn có cùng đường xuyên tâm

(bình thường của đoạn đường hầm), nhưng không tất yếu là cùng bán kính (Xem hình 13)

Điểm tâm của đoạn tiếp theo được định vị trên đường xuyên tâm này và vị trí chính xác

tính theo bán kính của đoạn

Bán kính và góc của đoạn cuối cùng được xác định sao cho đường xuyên tâm cuối trùng lại với trục tung

Hình 13 Chỉ tiết của điểm kết nối giữa hai đoạn đường hâm

Với đường hầm nguyên vẹn thì điểm bắt đầu của đoạn đầu tiên cần phải trùng với điểm kết thúc của đoạn cuối cùng Cái này chưa tự động được bảo đảm Khoảng cách giữa điểm bắt đầu và điểm kết thúc (trong những đơn vị của chiều dài) được định nghĩa như lỗi

đóng Một lỗi đóng cuối cùng được chỉ báo trên dòng trạng thái của trình thiết kế đường

hầm Khi một lỗi đóng quan trọng tồn tại thì thật thận trọng kiểm tra dữ liệu đoạn

Số lượng đoạn tính theo từ tổng của những góc đoạn Cho những đường hầm nguyên

vẹn tổng của các góc là 360° và cho những đường hầm một nửa tổng này là 180° Góc cực đại của một đoạn 14 89.999° Góc của đoạn cuối cùng không thể lớn hơn góc cần hoàn

thành đường hầm Nếu góc của đoạn cuối cùng được giảm bớt, một đoạn mới tự động được tạo ra vào lúc cuối Nếu góc của một đoạn trung gian được giảm bớt, góc của đoạn

cuối cùng là được tăng bởi cùng lượng, cho đến khi góc cực đại được đạt đến ở trên xa

hơn nữa sự giảm của góc đoạn trung gian một đoạn mới sẽ được tạo ra Nếu góc của một trong những đoạn đường hầm trung gian được tăng, góc của đoạn đường hầm cuối cùng thì tự động được giảm bớt Điều này có thể dẫn đến sự loại bỏ của đoạn cuối cùng

Lớp đá lót và mặt phân giới đường hầm

Cho mỗi đoạn đường hầm một đá lót hoặc mặt phân giới có thể được thêm vào bởi việc

lựa chọn trong những hộp kiểm tra tương ứng Một lớp đá lót đường hầm là chỉ là một dầm cong Những thuộc tính lớp đá lót có thể được chỉ rõ trong cơ sở đữ liệu vật liệu cho những dầm Một mặt phân giới đường hầm là một mặt cong bên ngoài của đường hầm mà được sử dụng để mô phỏng sự tương tác giữa lớp đá lót đường hầm và đất lân cận

Một lớp đá lót và mặt phân giới có thể trực tiếp được gán cho tất cả các đoạn đường hầm bởi việc kích vào những nút tương ứng trong thanh công cụ hoặc bởi việc lựa chọn

những tùy chọn tương ứng trong menu Edit của trình thiết kế đường hầm Cũng có những tùy chọn để xoá lớp đá lót đầy đủ và/hoặc mặt phân giới đầy đủ

Đường hâm đối xứng:

Tùy chọn Symmtctric tunnel chỉ thích ứng cho những đường hầm nguyên vẹn Khi tùy

chọn này được lựa chọn, đường hầm được làm đối xứng hoàn toàn Trong trường hợp này

những thủ tục nhập vào là tương tự như những cái được sử dụng khi nhập vào một nửa đường hầm (nửa phải) Nửa trái của đường hầm được làm bằng nửa phải

Đường hầm tròn:

Khi thay đổi bán kính của một trong những đoạn đường hầm, đường hầm không còn là vòng tròn Để làm cho đường hầm tròn trở lại, nút < Make circular> có thể được sử dụng

Cách khác, ta có thể sử dụng tùy chọn Make tunnel circular từ menu Edit hoặc tương ứng

là nút trong thanh công cụ Nếu tùy chọn này được lựa chọn, tất cả các đoạn đường hầm

sẽ được gán bán kính của đoạn đường hầm đầu tiên

Su thu nho:

Tham số Contraction có thể sử dụng để mô phỏng sự mất mát thể tích trong đất trong quá trình xây dựng đường hầm Một sự thu nhỏ có thể chỉ được chỉ rõ cho những đường hầm tròn (tất cả các mặt cắt có cùng bán kính) với một lớp đá lót đường hầm đồng tính

Tham số Contraction được định nghĩa như sự giảm của tiết diện đường hầm như một

phần của tiết diện đường hầm nguyên bản Giá trị được nhập vào của phần này cần phải

được chỉ rõ trong thiết kế đường hầm Thủ tục thu nhỏ có thể được kích cho hoạt trong sự

tính toán dẻo là sử dụng những số nhân McontrA và McontrB (xem 4.6.1) Sự kích hoạt

của thủ tục này dẫn đến sự đồng 'co lại' của lớp đá lót đường hầm, làm giảm bớt diện tích

mặt cắt đường hầm

Lớp đá giữ đất đồng nhất:

Nhiều đường hầm có một lớp đá giữ đất với một bề dày không thay đổi và nhiều hoặc

ít hơn những tính chất cứng nhắc đồng tính qua lớp vải lót đầy đủ Hộp kiểm tra

Homogeneous lining có thể được sử dụng để chỉ báo những thuộc tính lớp đá lót của tất

cả các mặt cắt đường hầm là bằng nhau Khi tùy chọn này được lựa chọn những thuộc tính lớp đá lót, như được chứa trong tập dữ liệu của dầm, có thể được gán cho tất cả các mặt cắt lớp đá lót ngay lập tức Khi tùy chọn này chưa được lựa chọn, những tập dữ liệu

dầm cần gán cho tất cả các mặt cắt riêng lẻ Cái đó cho phép sự sử dụng của những tập dữ

liệu khác nhau cho ngững mặt cắt riêng lẻ

Bao gồm đường hâm trong mô hình hình hoc

Sau khi click nút <OK>, cửa số thiết kế đường hầm đóng lại và cửa số chính nhập vào được hiển thị trở lại Một ký hiệu vòng tròn được gắn với con trỏ để nhấn mạnh rằng điểm xác định đường hầm phải được lựa chọn Điểm xác định sẽ là điểm nơi gốc của trục toạ

độ địa phương của đường hầm được định vị Khi điểm này được xác định bởi việc click

chuột hoặc bởi việc nhập những tọa độ trong đường được nhập vào bằng tay, đường hầm được bao gồm trong mô hình hình học

Chính sửa một đường hâm hiện hữu

Một đường hầm hiện hữu có thể được chỉnh sửa bởi việc nhấn đúp điểm quy chiếu của

nó Kết quả là cửa số thiết kế đường hầm lại xuất hiện cho thấy đường hầm hiện hữu Bây giờ những việc chỉnh sửa mong muốn có thể được thực hiện Với việc click nút <OK>

đường hầm cũ được xóa bỏ và đường hầm mới ngay lập tức được thay thế trong mô hình hình học sử dụng điểm quy chiếu nguyên bản Chú ý rằng những tập hợp thuộc tính vật liệu được gán trước đó phải được gán lại sau khi chính sửa đường hầm

4 Tải và những điều kiện biên

Menu Loads chứa đựng các thanh công cụ cần sử dụng để đưa vào các loại tải phân bố (các lực kéo), tải tập trung và các chuyển vị cưỡng bức trong mô hình hình học Các loại

tải và chuyển vị cưỡng bức có thể được áp dụng bên trong mô hình cũng như ở điều kiện

biên mô hình

4.1 Cúc chuyển vị cưỡng bức

Chuyển vị cưỡng bức là điều kiện đặc biệt mà có thể tác động đến các

lm vee phần tử kết cấu nham dé điều chính sự chuyển vị của các phần tử này ^ 2 nN, nN > + aN ? na ° + Z è 2 `

Chuyển vị cưỡng bức có thể được lựa chọn trong menu Loads hoặc kích vào

nút tương ứng trong thanh công cụ Số liệu nhập vào của chuyển vị cưỡng bức trong mô hình hình học tương tự như sự tạo thành của các phần tử kết cấu (xem 3.1) Theo mặc định, những giá trị được nhập vào của chuyển vị cưỡng bức được chỉ định sao cho sự

chuyển vị theo phương ngang là zêrô (Ux = 0) và sự chuyển vị là một đơn vị theo hướng

ngược hướng thang đứng (Uy = -1) Chú ý rằng những giá trị này là những giá trị chỉ được nhập vào Độ lớn của chuyển vị cưỡng bức trong quá trình tính toán là kết qủa từ số liệu được nhập vào và hệ số tải trọng tương ứng Chuyển vị cưỡng bức được điều chỉnh bằng các hệ số tải trọng Mdispl và 3> Mụ¡,¡; Trong quá trình tính toán, các lực tác dụng tương ứng với các chuyển vị cưỡng bức theo hướng X và Y được tính toán và lưu trữ như những

thông số đầu ra

Những giá trị được nhập vào của chuyển vị cưỡng bức có thể được thay đổi bằng cách nhấn đúp vào kết cấu tương ứng và lựa chọn chuyển vị cưỡng bức được chỉ định từ cửa sổ dialog Theo kết quả, một cửa sổ chuyển vị cưỡng bức xuất hiện để nhập giá trị chuyển vị

cả hai điểm cuối của kết cấu có thể được thay đổi sự phân phối lực luôn luôn tuyến tính

dọc kết cấu Giá trị được nhập vào phải trong phạm vi [- 9999, 9090 ] Trong trường hợp

mà một trong những phương hướng chuyển vị được chỉ định theo phương hướng khác tự

do, có thể sử dụng hộp kiểm tra trong nhóm những phương hướng tự do để chỉ báo phương hướng nào là tự do Các nút theo phương đứng có thể được sử dụng để tác dụng một chuyển vị cưỡng bức một đơn vị theo phương vuông góc với kết cấu Hướng chuyển

vị cho các kết cấu bên trong về phía phải của kết cấu.(cho rằng kết cấu từ điểm đầu đến

điểm hai) Hướng chuyển vị các kết cấu tại biên mô hình thì hướng về bên trong mô hình

Trên phần tử kết cấu nơi mà cả chuyển vị cưỡng bức và các loại lực kéo được gán vào, các chuyển vị cưỡng bức được xét trước các tải trọng kéo trong suốt quá trình tính toán,

dù những chuyễn vị cưỡng bức không hoạt động ()Mdisp = 0) Mặt khác, khi chuyển vi cưỡng bức được đưa vào trong kết cấu ngàm cố định, thì tính cố định được xét trước

chuyển vị, có nghĩa là chuyển vị trên kết cấu là 0 Vì vậy, thật không hữu ích để áp dụng

chuyển vị cưỡng bức cho loại kết cấu ngàm cố định

4.2 Tĩnh ngàm

Kết cấu ngàm thì chuyển vị cưỡng bức bằng zêrô Những điều kiện này có thể đưa vào

trong kết cấu cũng như cho các điểm Kết cấu ngàm có thể được lựa chọn từ menu Loads Những khác biệt có thể có giữa ngàm theo phương ngang (Ux = 0) và ngàm theo phương

đứng (Uy = 0) Ngoài ra, kết cấu ngàm có thể là ngàm toàn bộ, điều mà có một sự kết hợp

cả hai phương ngàm (Ux = Uy = 0) Về một phương diện hình học nơi mà tính chất ngàm

được sử dụng như một điều kiện, và được xét trước điều kiện về các loại lực khác trong

quá trình tính toán

Chuyển vị cưỡng bức và g1ao diện chung

Để đưa ra một sự chuyển tiếp rõ rệt trong các loại chuyển vị cưỡng bức khác nhau hoặc

giữa chuyển vị cưỡng bức và ngàm Điều đó cần thiết phải đưa nút vào vị trí trực giao với

kết cấu Kết quả là độ lớn giữa hai chuyển vị cưỡng bức khác nhau là zêrô Nếu không có

giao diện nào được sử dụng thì sự chuyển tiếp sẽ xuất hiện bên trong một trong những

phần tử nối tới điểm chuyển tiếp Từ đây, vị trí chuyển tiếp sẽ được xác định bởi kích thước của phần tử và nó thì không rõ rệt

⁄ Hình 14 Mô hình khép kín sử dụng mặt cắt

Việc lựa chọn tính ngàm chuẩn từ menu Loads hoặc bởi việc kích vào nút

Ly tương ứng trên thanh công cụ Plaxis tự động ảnh hưởng đến một tập hợp

những điều kiện biên chung trong mô hình hình học thực tế Những điều

kiện biên này là những quy tắc được phát sinh theo sau đây:

- Những kết cấu theo phương đứng mà tọa độ x bằng giá trị thấp nhất hoặc cao nhất trong mô hình thu được một tính ngàm ngang (ux = 0)

- Những kết cấu theo phương ngang mà tọa độ Y bằng giá trị thấp nhất hoặc cao nhất

trong mô hình thu được một tính ngàm đầy đủ (ux = uy = 0)

- Các dầm trải dài tới biên mô hình hình học thu được một tính ngàm góc của điểm tại

vị trí biên nếu ít nhất một hướng chuyển vị của nút bị ngàm

Tính ngàm chuẩn thì được sử dụng như một tiện lợi và là sự lựa chọn nhanh nhất cho

Những lực có thể gồm có một thành phần nằm ngang và một thành phần thẳng đứng

Mặc định, khi áp dụng những lực trên biên hình học, lực sẽ là một lực đơn vị thẳng góc

với đường biên Giá trị nhập vào của một lực có thể được thay đổi bởi việc nhấn đúp

đường hình học tương ứng và việc lựa chọn hệ thống tải tương ứng từ hộp thoại chọn

Một cửa sổ lực được mở trong đó thành phần nằm ngang và thành phần thẳng đứng của lực có thể được cho ở cả hai điểm đầu của đường hình dạng Sự sắp xếp luôn luôn tuyến

tính dọc theo đường Sự ứng dụng to lớn của những tải trọng trong những quá trình tính toán là kết quả của giá trị được nhập vào và số nhân tải tương ứng Những tải trọng được kiểm soát bởi những số nhân tải MloadA (hoặc 3MloadA) và MloadB (hoặc 3;MloadB) tương ứng

Trên một đường hình dạng nơi cả những sự chuyển vị được chỉ định lẫn những tải trọng được ứng dụng, những sự chuyển vị được chỉ định có quyền ưu tiên hơn những tải trọng trong những quá trình tính toán, dù những chuyển vị được chỉ định không được kích hoạt (>;Mdisp = 0) Từ đây, thật không hữu ích để áp dụng những lực trên cùng hàng với

tổng những chuyển vị được chỉ định Khi chỉ phương chuyển vị được chỉ định trong khi

các phương thì tự do, có thể áp dụng những tải trọng trong phương tự do

4.5 Lực điểm

Lực điểm là những lực tập trung mà tác động lên một điểm hình dạng Lực

RA điểm thật sự là đường tải trong ngoài mặt phẳng hướng Những giá trị được nhập

vào của lực điểm là lực cho mỗi đơn vị chiều dài Hai hệ thống tải sắn sàng cho một sự kết hợp của những lực và lực điểm (A và B) cái mà có thể được kích hoạt độc lập Lực điểm cho hệ thống tải A hoặc B có thể được lựa chọn từ menu Loads hoặc bằng việc

kích vào nút tương ứng trong thanh công cụ

Lực điểm có thể gồm có một thành phần nằm ngang và một thành phần thẳng đứng Theo mặc định, khi việc áp dụng một lực điểm trên một điểm hình dạng, lực sẽ là một đơn

vị theo hướng ngược hướng thẳng đứng Giá trị nhập vào của một lực điểm có thể được thay đổi bởi việc nhấn đúp vào điểm hình dạng tương ứng và việc lựa chọn hệ thống tải tương ứng từ hộp thoại chọn lựa Một cửa sổ lực điểm được mở trong đó thành phần nằm ngang và thành phần thẳng đứng của lực điểm có thể được cho Sự ứng dụng to lớn của lực điểm trong suốt những quá trình tính toán là kết quả của giá trị được được nhập vào và

số nhân tải tương ứng Lực điểm được kiểm soát cùng với lực kéo bởi những số nhân tải MloadA (hoặc 3;MloadA) và MloadB (Hoặc 3 MloadB) tương ứng

4.6 Khoá sự Xoay

a

Khoá sự xoay được sử dụng để cố định độ xoay tự do của một dầm Sau khi chọn tùy chọn Fixed rotation từ menu Loads hoặc bằng việc kích vào nút tương ứng trong thanh công cụ, điểm hình dạng cần phải được nhập vào (được kích) nơi cố định góc xoay sẽ được ứng dụng Điều này chỉ có thể được thực hiện trên những phần tử dầm, nhưng không

nhất thiết trên điểm hình dạng hiện hữu Nếu một điểm trong khoảng giữa của một dầm

được lựa chọn, một điểm hình dạng mới sẽ được đưa vào

Những khoá sự xoay hiện hữu có thể được loại trừ bởi việc lựa chọn sự quay cố định trong mô hình hình học và nhấn phím <Del> trên bàn phím

5Š Đặc trưng vật liệu :

Trong Plaxis , đặc trưng vật liệu của đất và của kết cấu được lưu trử trong đữ liệu vật liệu Có bốn loại dữ liệu vật liệu khác nhau được thiết lập : về đất và mặt phân

giới, dầm, vải địa kỷ thuật và neo Tất cả dữ liệu được lưu trử trong đữ liệu vật liệu

cơ sở Từ dữ liệu cơ sở, dữ liệu được thiết lập phân chia tới những lớp đất hoặc những kết cấu tương ứng

Thiết lập cơ sở đữ liệu vật liệu

B| Cơ sở dữ liệu vật liệu được chọn lựa từ biéu tudng hodc tY menu Material

se¿s trên thanh tool bar Khi đó một cữa sổ Mzrerial sets xuất hiện chứa các

dữ liệu cơ sở Dữ liệu chứa trong material sets của công trình hiện hành Một công

trình mới đữ liệu sẽ trống rỗng Ngoài đữ liệu công trình còn có dữ liệu cơ sở chung

Cơ sở dữ liệu chung dùng để lưu trử dữ liệu về vật liệu được thiết lập trong thư mục tổng thể và thay đổi dữ liệu giữa các công trình khác nhau Có thể xem dữ liệu cơ sở bằng cách nhấp chuột vào nút <Global> trên cữa số Khi thực hiện công viêc này một cữa sổ Window xuất hiện như hình 3.15

cProjectDatahase——————————————————————~ -Glnhal Datahasa———————————————————————~

Settype: [Soi & Interfaces r| Set type | 2 Interface |

Group order: [None | Group order: [None |

1 Clay lesson 3 Sand I—

1ì Deep clay lesson 4 Clay

( Deep sand lesson 4 Sand

[ Sand >| lesson 5 Sand

lesson 6 Sand below SPV

»| lesson 6 Sand besides SPW

lesson?

<| lesson?

lesson 8 Clay lesson 8 Deep clay lesson 8 Deep sand lesson 8 Sand ie

New [ Edi.| Copy.| Dal |

Figure 15 Material sets window showing the project and the global data base

Ở hai bên cửa sổ (Project data base and Global data base) có hai danh sách thể hiện dưới dạng cây Từ hộp danh sách ở bên trái dùng dé lựa chọn loại vật liệu Xác

đinh các thông số của bốn loại vật liệu được thể hiện dưới dạng cây (Sơil & Interfaces, Beams, Geotextiles, Anchors)

Dữ liệu trong cây thư mục được định nghĩa bằng một tên riêng Loại vật liệu đất và

lớp phân giới dữ liệu được đặt trong một nhóm tạo một nhóm vật liệu Điều này

được lựa chọn trong hộp danh sách và việc không chọn lựa sẽ loại bỏ ra khỏi nhóm Dấu ( and <) giữa hai cây thư mục dùng để copy từng phần dữ liệu trong đữ liệu

chung của công trình và ngược lại Nút >> dùng copy tất cả dữ liệu trong dữ liệu chung của công trình

Nút phía dưới cây thư mục dùng để tạo , hiệu chỉnh, copy và xoá dữ liệu Tạo ra dữ

liệu mới bằng cách nhấm chuột vào <New> Khi đó một cữa số màng hình xuất hiện những đặc tính vật liệu và các thông số

Mục đầu tiên nhập vào là để nhận dạng tên loại vật liệu , sau khi hoàn tất dữ liệu sẽ xuất hiện một cây thư mục để chỉ tên và định dạng loại vật liệu

Dữ liệu tổn tại có thể được hiệu chỉnh bằng cách chọn tên tương ứng và click chuột vào <Edit> Trên đữ liệu tổn tại click vào nút <Copy> một dữ liệu mới tạo ra có các thông số bằng với dữ liệu chọn Khi dữ liệu không sử dụng nó có thể được xoá bằng

cách chọn và click vào nút <Del>

cProjectDatahase——————————————————————~ -Glnhal Datahasa———————————————————————~

Settype: [Soi & Interfaces r| Set type | 2 Interface |

Group order: [None | Group order: [None |

Clay lesson 3 Sand I—

1ì Deep clay lesson 4 Clay

( Deep sand lesson 4 Sand

[ Sand >| lesson 5 Sand

lesson 6 Sand below SPV

»| lesson 6 Sand besides SPW

lesson?

<| lesson?

lesson 8 Clay lesson 8 Deep clay lesson 8 Deep sand lesson 8 Sand ie

New [ Edi.| Copy.| Dal |

Figure 15 Material sets window showing the project and the global data base

5.1 Mô hình quan hệ của đất

Đất và đá có quan hệ phi tuyến cao dưới tác dụng của tải trọng Quan hệ phi tuyến giữa ứng suất và biến dạng được mô phỏng dưới nhiều cấp độ phức tạp Hệ số mô hình gia tăng theo cấp độ phức tạp Mô hình Mohr-Coulomb được xem là phương pháp xấp xỉ quan hệ thực của đất Mô hình tuyệt đối dẻo đòi hỏi năm thông số

mođun đàn hồi E, hệ số Poisson's v, lực dính c, góc ma sát @, góc giản nở ự Mỗi địa

chất đều gồm năm thông số trên và ành hưởng tới mô hình của đất

Plaxis hỗ trợ một số mô hình tiên tiến Mô hình và những thông số được đề cập trong

sổ tay mô hình vật liệu

Thông số mô hình cơ bản trong mối quan hệ thực của đất

Để có thể hiểu được năm thông số mô hình cơ bản, loại đường cong ứng suất và biến

dạng thu được từ thí nghiệm thoát nước dọc trục xem hình 16

Vật liệu nén đẳng hướng để xác định ứng suất ơi Sau giai đoạn này áp lực dọc trục Ơ¡ gia tăng trong khi ứng suất không thay đối Trong giai đoạn hai tải trọng tạo ra đường cong như hình16a Sự gia tăng về thể tích như loại vật liệu cát , thường thu

được ở đá Hình 16b chỉ ra kết quả thí nghiệm sử dụng ý tưởng mô hình Molhr- Coulomb Biểu đồ hiển thị việc tính toán và bao gồm năm hệ số mô hình cơ bản

Chú ý rằng góc nở cần cho mô hình không thể gia tăng thể tích

o; Ungsudtnéntéihankhéngddi 4, Bién dang thé tich

Figure 16 Results from standard drained triaxial tests and elastic-plastic model

5.2 Thiết lập dữ liệu cho đất và lớp phân giới

Đặc tính vật liệu và các hệ số của lớp đất được nhập vào trong dử liệu vật liệu Đặctính vật liệu của lớp phân cách liên quan tới đặc tính của đất và đữ liệu lớp đất nhập vào Số liệu của đất và lớp phân giới đại diện cho một số lớp đất có thể được

phân chia tới những lớp trong mô hình toán học Giá trị mặc định , những lớp phân giới sẽ có cùng một giá trị Điều này được chỉ ra trong cữa số đặc tính vật liệu lớp phân giới

Người sử dụng có thể định dạng tên bất kỳ cho dữ liệu nhập Nên sử dụng một tên có

ý nghĩa khi đó dữ liệu xuất hiện dưới dạng cây trong ¡identification Một số dữ liệu được tạo ra để phân biệt sự khác nhau giữa các lớp đất

Đặc tính dữ liệu thiết lập gồm ba trang : General, Parameters và Interfaces Trang

General chứa loại mô hình đất , tên của đất Đặc tính của đất là khối lượng và tính

thim Trang Parameters chứa các thông số cường độ của mô hình đất Trang Interfaces chứa các thông số liên quan tới mặt phân giới và đặc tính của lớp đất

Identification: Vary fiesoo - kN/m3

Material model: [Mohr-Coulomb -| Ywet [20.000 kN/m3 Material type: [Drained -|

Comments Permeability

kK: 1.000 miday kK: 1.000 miday

Advanced |

Next | Ok | Cancel | Help |

Figure 17 Soil and Interface material set window (General tab sheet)

Plaxis hỗ trợ nhiều loại mô hình trong quan hệ của đất Mô hình và các thông số được

mô tả chỉ tiết trong sổ tay mô hình vật liệu và được để cập dưới đây :

Mô hình đường đàn dóo :

Mô hình này đại diện là định luật Hooke's cho đường đẳng hướng đàn dẻo Mô hình bao gồm hai thông số Môdun đàn hồi E và hệ số Poisson's v

Mô hình Mohr-Coulomb -

Là mô hình gần đúng về mối quan hệ của đất Mô hình này gồm năm thông số : Modun dan hồi E, hê số Poisson's v, lực dính c, góc ma sát @ và góc giản nổ yw

Mô hình đất cứng :

Là mô hình đường đàn dẻo loại hyperbolic Công thức tính ma sát trong đường đàn

cứng Mô hình được sử dụng cho nhiều loại vật liệu như cát, sỏi, và lớp cố kết bên

trên lớp sét

Mô hình đất mềm:

La loai mô hình đất sét ( Cam-Clay ) được dùng nhiều trong loại đất mềm như loại cố

kết đất sét và than bùn Mô hình được thực hiện tốt ở trạng thái nén nguyên thủy

Mô hình từ biến của đất mềm

Mô hình dùng để mô phỏng quan hệ phụ thuộc giữa thời gian và đất mềm

Loại quan hệ vật liệu :

Tất cả các hệ số trong Plaxis đại diện cho sự ảnh hưởng của đất như sự liên hệ giữa

ứng suất và biến dạng của đất Điều quan trọng của đất là sự có mặt của nước lỗ rỗng

Ấp lực nước lỗ rỗng tác động lớn đến đất

Để có thể hợp nhất áp lực nước lỗ rỗng ở trong đất ,Plaxis đưa mỗi mô hình có ba quan hệ

Quan hệ thoát nước :

Quan hệ này được sử dụng ngoại trừ tạo ra áp lực nước lỗ rỗng Điều này thể hiện rõ

cho trường hợp đất khô và hoàn toàn thoát nước do khả năng thấm cao như cát và tốc

độ gia tải thấp Điều này cũng có thể dùng mô phỏng quan hệ dài hạn của đất mà không cần đến mô hình chính xác về lịch sử cố kết và tải trọng không thoát nước

Quan hệ không thoát nuéc ( Undrained behaviour) :

Quan hệ này được dùng để phát triển toàn bộ áp lực nức lỗ rỗng Nước lỗ rỗng đôi khi bị tắt do quá trình thoát nước thấp (như đất sét ) và tốc độ gia tải cao

Tất cả những lớp không thoát nước có quan hệ thực sự với nhau , ngay cả một lớp hoặc một phần của lớp nằm ở vị trí bên trên đường mặt nước ần chú ý các thông số

nhap vao nhu £’, v', c', o' thay Ey, Vu, Cu (Su), Ou

Ngoài độ cứng và cường độ của đất ,Plaxis tự động thêm vào kích thước độ cứng cho nước và phân biệt ảnh hưởng giữa ứng suất và biến dạng và áp lực nước lỗ rỗng

Ảnh hưởng ứng suất : Ap' = K’ As,

Ap lực nước thêm vào : Apy = Kw A&y

n

Trong đó :

Ap' su gia tang ảnh hưởng của ứng suất

n là trạng thái xốp của đất

K„ môdun kích thước lỗ rổng của lưu chất

As, su gia tăng biến dạng thể tích

Lý thuyết kích thước môdun độ cứng ở trạng thái đàn hồi chảy được tính như

Sau :

_ E

_ 3(1-2V) Plaxis không sử dụng môdun thực tế cao của nước bỡi vì điều này dẫn đến tình trạng

xấu của ma trận độ cứng và vấn đề toán học Thực tế tổng độ cứng chống lại lực nén

của cả đất và nước dựa theo công thức trên hệ số Poisson là 0.495 Kết quả này làm thấp đi môdun độ lớn của nước

K„/n~100G Với g- fF -

2(1+v') Trong đó áp lực nước lỗ rỗng từ một lực nén nhỏ trong một vài phần trăm của tải

trọng sẽ ảnh hưởng đến ứng suất khi đó hệ số Poisson ảnh hưởng nhỏ nhất Đối với vật liệu không thoát nước lấy nhơ hơn 0.35 Sủ dụng giá trị hệ số Poisson cao có nghĩa là nước sẽ không thích hợp với độ cứng của đất

Quan hệ không có nước lỗ rỗng (Non-porous behaviour) :

Sử dụng mô hình này khi áp lực nước lỗ rỗng không vượt quá áp lực trong lớp đó Ứng dụng này có thế thấy trong mô hình kết cấu bê tông và đá Quan hệ không thoát nước lỗ rỗng thường dùng kết hợp với mô hình đàn hồi tuyên tính Khối lượng ướt không thích hợp với loại vật liệu không có lỗ rỗng

Trong phân tích và tính toán mực nước ngầm trong những lớp không có lỗ rỗng có thể

sử dụng để tránh áp lực nước lễ rỗng trong khu vực Điều kiện biên của những lớp không có lỗ rỗng là hoàn toàn không thấm được